- •Проектные задания по проектированию основных узлов двигателей с использованием трехмерного моделирования
- •Часть I
- •Условные обозначения
- •Предисловие
- •Введение
- •1 Проектная работа «Конструктивно-силовые схемы гтд»
- •1.1 Общие требования
- •1.2 Проектные задания
- •1.3 Подбор подшипников по динамической грузоподъемности с
- •1.4 Определение осевых газовых сил
- •1.4.1 Осевой компрессор
- •1.4.2 Газовая турбина
- •1.5 Методика расчета и выбор руп
- •1.5.1 Определение радиальной нагрузки, действующей на подшипники
- •1.5.2 Определение осевой силы, действующей на руп
- •1.5.3 Определение динамической эквивалентной нагрузки
- •1.5.4 Выбор руп и расчет его ресурса
- •1.6 Расчет узлов крепления двигателя к летательному аппарату
- •1.6.1 Усилия, действующие на узлы крепления двигателя к летательному аппарату
- •1.6.2 Расчет подвески
- •1.7 Требования к чертежу руп
- •1.8 Требования к чертежу стяжного устройства
- •2 Проектная работа «Компрессоры гтд»
- •2.1 Общие требования
- •2.2 Проектные задания
- •2.3 Расчет радиальных зазоров
- •2.4 Определение радиального зазора первой лопатки
- •2.5 Радиальный зазор пятой лопатки
- •2.6 Определение зазоров в промежуточных сечениях
- •2.7 Расчет непробиваемости корпуса
- •3 Проектная работа «Турбины гтд»
- •3.1 Общие требования
- •3.2 Проектные задания
- •3.3 Выбор хвостовика лопатки
- •3.3.1 Выбор геометрии хвостовика
- •3.3.2 Нагрузка на хвостовик
- •3.3.3 Напряжения в хвостовике
- •3.3.4. Коэффициенты запаса
- •3.4 Выбор системы охлаждения лопаток
- •Заключение
- •Список литературы
- •Приложение 1
- •Приложение 2
- •Приложение 3
- •Приложение 4
Приложение 2
Пример оформления чертежа узла радиально-упорного подшипника
Приложение 3
Пример оформление чертежа стяжного устройства
Приложение 4
Расчет осевых зазоров на примере двигателя М53
Осевые зазоры влияют на эффективность работы ступеней. Увеличение осевых зазоров уменьшает КПД компрессора в целом. Расчеты показывают, что даже сравнительно малое ухудшение КПД турбокомпрессора может обесценить улучшения, связанные с форсированием цикла двигателя [1].
Осевые зазоры – комплексный параметр, устанавливающий взаимосвязь между уровнем регулирования радиальных зазоров и термических перемещений роторных и статорных элементов. При подборе осевых зазоров можно использовать теоретико-вероятностный метод расчета размерных цепей.
Передний осевой зазор пятой лопатки
Используя чертёж и приняв за базу отсчёта упорный торец РУП, составим размерные цепи по ротору и статору.
Величины звеньев и их допуски (по 7-му квалитету) сведены в таблицу П.1.
Таблица П.1 – Размерные цепи для пятой лопатки
Звено ротора |
Номинал. значение |
Допуск ITAi |
Звено статора |
Номинал. значение |
Допуск ITAi |
L1 |
-25,6 |
0,021 |
L16 |
7,76 |
0,015 |
L2 |
-9,61 |
0,015 |
L15 |
-2,23 |
0,012 |
L3 |
-59,54 |
0,030 |
L14 |
-21 |
0,021 |
L4 |
-7,05 |
0,015 |
L13 |
239,45 |
0,046 |
L5 |
-238,25 |
0,046 |
L12 |
126,05 |
0,040 |
L6 |
-2,41 |
0,012 |
L11 |
3 |
0,012 |
L7 |
-10,87 |
0,018 |
L10 |
3,5 |
0,012 |
|
|
|
L9 |
2,5 |
0,012 |
|
|
|
L8 |
2,5 |
0,012 |
Составляющие звенья любой размерной цепи делятся на две группы. К первой группе относятся звенья, с увеличением которых (при прочих постоянных) увеличивается и замыкающее звено (в нашем случае – П). Такие звенья называются увеличивающими и обозначаются индексом “ув”. Ко второй группе, наоборот, относятся звенья, при увеличении которых замыкающее звено будет уменьшаться. Такие звенья называются уменьшающими и обозначаются индексом “ум”.
В общем случае номинальное значение замыкающего звена представляет собой разность между суммами номинальных значений увеличивающих и уменьшающих звеньев:
,
где m – число увеличивающих звеньев; n – число уменьшающих звеньев цепи.
Тогда номинальный осевой зазор первой ступени равен:
Вычислим допуск замыкающего звена:
Для данной задачи:
Координата середины
поля допуска равна нулю
Найдем предельные отклонения замыкающего звена:
Верхнее отклонение замыкающего звена:
Нижнее отклонение замыкающего звена:
Предельные осевые зазоры равны:
Передний осевой зазор первой лопатки
Используя чертёж и приняв за базу отсчёта упорный торец РУП, составим размерные цепи по ротору и статору.
Величины звеньев и их допуски (по 7-му квалитету) сведены в таблицу П.2.
Таблица П.2 – Размерные цепи для первой лопатки
Звено ротора |
Номинал. значение |
Допуск ITAi |
Звено статора |
Номинал. значение |
Допуск ITAi |
L17 |
-27,43 |
0,021 |
L20 |
57,71 |
0,030 |
L18 |
-2,28 |
0,012 |
|
|
|
L19 |
-24,54 |
0,021 |
|
|
|
Определим номинальное значение замыкающего звена:
,
где m – число увеличивающих звеньев; n – число уменьшающих звеньев цепи.
Номинальный осевой зазор последней ступени равен:
Вычислим допуск замыкающего звена:
Координата середины поля допуска равна нулю .
Найдем предельные отклонения замыкающего звена:
Верхнее отклонение замыкающего звена:
Нижнее отклонение замыкающего звена:
Предельные осевые зазоры равны:
Определение зазоров в промежуточных ступенях
Принимаем линейный закон изменения осевого зазора по тракту компрессора ВД Д-30КУ. В соответствии с принятым законом изменением переднего осевого зазоров строим графики, из которых можно определить величины предельных осевых зазоров на промежуточных ступенях компрессора.
Построим график изменения осевых зазоров.
Первая ступень:
Пятая ступень:
Рис. П.1. Изменение осевых зазоров по ступеням
По графику определим осевые зазоры в ступенях 2,3 и 4:
Вторая ступень:
Третья ступень:
Четвёртая ступень:
|
Рис. П.2. Пример составления размерной цепи |
